半枝蓮化學(xué)成分對腫瘤細(xì)胞信號傳導(dǎo)通路的影響

(1. 右江民族醫(yī)學(xué)院2016級臨床醫(yī)學(xué)，廣西 百色 533000；2. 右江民族醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，廣西 百色 533000)

半枝蓮為常用中草藥，根、莖、葉入藥[1-2]，相關(guān)學(xué)者從半枝蓮中分離出芹菜素、木犀草素、大黃素甲醚，并表明其具有抗腫瘤作用[3-4]。半枝蓮對腫瘤的抑制機(jī)制包括以下三種途徑：①作用于核因子-κB[5](nuclear factor-kappa B，NF-κB)、上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化[6-7](epithelial-mesenchymal transition，EMT)及細(xì)胞因子蛋白家族[8](cytokine，CK)；②下調(diào)B淋巴細(xì)胞瘤-2基因[9-10](B-cell lymphoma-2，Bcl-2)，競爭線粒體靶點(diǎn)；③線粒體損傷機(jī)制。半枝蓮有可能通過信號傳導(dǎo)通路來達(dá)到治療腫瘤的目的，本文對半枝蓮化學(xué)成分(芹菜素、木犀草素、大黃素甲醚)影響的腫瘤信號傳導(dǎo)通路進(jìn)行綜述，為臨床治療腫瘤提供理論依據(jù)。

1 芹菜素對腫瘤細(xì)胞NF-κB、EMT、CK及MAPK信號通路蛋白的影響

芹菜素[11]是半枝蓮的一種化學(xué)成分，其抗炎、抗氧化和抗癌的特性與EMT、NF-κB、CK及MAPK蛋白信號通路相關(guān)，但相關(guān)的機(jī)制并未闡明。在過去的研究中發(fā)現(xiàn)[6-7]，EMT的生物標(biāo)志物主要有波形蛋白、N-鈣粘蛋白等，波形蛋白與微管、肌動蛋白絲一起形成細(xì)胞骨架、N-鈣粘蛋白則與腫瘤細(xì)胞的侵襲性、耐藥性相關(guān)。相關(guān)研究[12-15]發(fā)現(xiàn)，低濃度、高濃度芹菜素治療肝癌異種移植裸鼠具有不同的效果，低濃度芹菜素可使細(xì)胞偽足收縮、微絲結(jié)構(gòu)改變及波形蛋白表達(dá)降低；高濃度的芹菜素可使β-肌動蛋白凝集，下調(diào)N-鈣粘蛋白的表達(dá)。

研究表明[15]，腫瘤細(xì)胞中Snail因子表達(dá)上調(diào)，提示腫瘤預(yù)后不良，Snail為EMT促表達(dá)因子，通過敲除EMT的Snail基因后發(fā)現(xiàn)，NF-κB對EMT的調(diào)控減弱，表明NF-κB調(diào)控EMT的靶點(diǎn)可能與Snail相關(guān)；用芹菜素處理異種移植小鼠[6]并通過雙熒光素酶檢測Bel-7402和PLC/PRF/5細(xì)胞發(fā)現(xiàn)，芹菜素的靶向基因?yàn)镾nail，芹菜素可同時(shí)下調(diào)Snail、NF-κB蛋白水平，表明芹菜素降低腫瘤細(xì)胞侵襲性、耐藥性的力度與NF-κB調(diào)控EMT的Snail基因有關(guān)。

酪氨酸蛋白激酶的亞系CK2蛋白家族，已被證實(shí)可調(diào)控多種細(xì)胞信號傳導(dǎo)過程，并可調(diào)控人類腫瘤細(xì)胞的增殖分化等[9]。芹菜素作為CK2抑制劑會使腫瘤細(xì)胞發(fā)生內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反應(yīng)，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞發(fā)生凋亡，而下調(diào)CK2β的活性，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的衰老。動物實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)[16]：適當(dāng)增加動物體內(nèi)的CK2濃度，可增加細(xì)胞發(fā)生癌變的概率，蛋白印跡分析結(jié)果表明肝癌細(xì)胞系中高表達(dá)CK2蛋白，且明顯高于正常肝細(xì)胞。有關(guān)學(xué)者[17]研究認(rèn)為，CK2蛋白具有致癌作用，其致癌作用與Bax相關(guān)，使Bcl-2基因表達(dá)上調(diào)，Bak/Bax復(fù)合物的結(jié)合減少，線粒體自噬過程受到抑制，使得腫瘤細(xì)胞得以生存。

此外，芹菜素抑制MAPK信號傳導(dǎo)通路的表達(dá)[18]可能與滅活炎性細(xì)胞因子相關(guān)：如慢性肝炎的發(fā)生會使機(jī)體產(chǎn)生大量的炎性細(xì)胞因子，這些炎性細(xì)胞因子在一定程度上通過磷酸化可以激活MAPK通路，MAPK的亞族ERK、JNK、p38在體內(nèi)通過抑制轉(zhuǎn)錄因子的活性進(jìn)而調(diào)節(jié)炎性細(xì)胞因子的表達(dá)；當(dāng)MAPK通路受到抑制時(shí)，相應(yīng)的炎性細(xì)胞因子反應(yīng)性降低，這在一定程度上降低慢性炎癥的發(fā)生。而MAPK與多種人類腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，在乳腺癌、食管癌、肺癌等腫瘤中持續(xù)激活表達(dá)，抑制p38信號還可抑制肝癌的發(fā)生[19]，MAPK這一信號通路在腫瘤發(fā)生過程中也尤為重要，芹菜素有可能通過抑制MAPK信號傳導(dǎo)通路，進(jìn)而抑制腫瘤的發(fā)生。

綜上所述，芹菜素影響腫瘤信號傳導(dǎo)的機(jī)制可能為：①芹菜素為CK2抑制劑，通過抑制CK2蛋白家族的表達(dá)，進(jìn)而調(diào)控細(xì)胞的凋亡；②CK2過高表達(dá)可延緩細(xì)胞衰老，為細(xì)胞癌變提供可能，芹菜素可降低CK2的表達(dá)，使細(xì)胞恢復(fù)衰老；③芹菜素抑制CK2蛋白家族的表達(dá)后，間接使胞內(nèi)Bcl-2基因下調(diào)，加強(qiáng)Bak/Bax復(fù)合物的結(jié)合，促進(jìn)線粒體自噬的過程；④芹菜素可抑制促炎因子的釋放，減少信號通路MAPK的表達(dá)。

2 木犀草素對腫瘤Bcl、Notch信號通路蛋白的影響

木犀草素主要從半枝蓮提取[20]，現(xiàn)代藥理學(xué)研究表明其抗炎癥、癌癥的作用與Bcl、Notch信號通路蛋白相關(guān)。蛋白印跡結(jié)果[16-17]提示木犀草素影響腫瘤細(xì)胞的凋亡與線粒體凋亡途徑中的Bax、Bcl-2蛋白相關(guān)[21]，木犀草素能下調(diào)Bcl-2的表達(dá)并抑制Bak/Bax免疫復(fù)合物的形成，導(dǎo)致線粒體膜通透性隨之發(fā)生改變，引起ROS的堆積，上調(diào)caspase凋亡蛋白家族的表達(dá)，最終使腫瘤細(xì)胞發(fā)生凋亡和自噬，其機(jī)制為：①線粒體膜表面有一種重要的膜蛋白-Bax蛋白[22]，Bax蛋白可上調(diào)線粒體膜的通透性引起ROS堆積；②木犀草素抑制Bcl-2蛋白家族的表達(dá)，使得在競爭Bax結(jié)合位點(diǎn)時(shí)Bak表現(xiàn)出優(yōu)勢，抑制Bak/Bax免疫復(fù)合物的形成，線粒體功能受損，導(dǎo)致胞內(nèi)ROS堆積；③Bcl-2與Bax結(jié)合速率下降，caspase蛋白家族的表達(dá)顯現(xiàn)出優(yōu)勢。木犀草素通過以上三種途徑使線粒體供能障礙，無法為腫瘤細(xì)胞供應(yīng)能量，致使越來越多的腫瘤細(xì)胞相繼發(fā)生凋亡，腫瘤細(xì)胞陷入“凋亡-ROS蓄積-DNA損傷-凋亡”的惡性循環(huán)，阻止腫瘤細(xì)胞的增殖。

Song S等[23]用不同濃度的木犀草素培養(yǎng)Hs-746T和MKN28GC細(xì)胞發(fā)現(xiàn)：EMT的生物標(biāo)志物E-鈣粘蛋白表達(dá)增加，其他標(biāo)志物如波形蛋白、N-鈣粘蛋白表達(dá)呈現(xiàn)劑量依賴性減少；此外[24-26]，Notch1降低了Hs-746T和MKN28 GC細(xì)胞的靶基因后，E-鈣粘蛋白表達(dá)增加，波形蛋白、N-鈣粘蛋白表達(dá)降低，這表明木犀草素抑制癌細(xì)胞進(jìn)展的潛在靶點(diǎn)可能為Notch通路，并且與逆轉(zhuǎn)EMT相關(guān)，這一結(jié)論與Notch通路調(diào)控肝癌發(fā)展一致。

由此得出木犀草素抗炎癥、癌癥作用主要體現(xiàn)在兩方面：①下調(diào)線粒體凋亡途徑中的Bax、Bcl-2蛋白，導(dǎo)致線粒體供能損傷；②通過抑制Notch的表達(dá)，并逆轉(zhuǎn)EMT，使得細(xì)胞骨架發(fā)生改變，降低腫瘤細(xì)胞侵襲力。

3 大黃素甲醚通過下調(diào)Bcl-2蛋白表達(dá)，調(diào)控腫瘤細(xì)胞凋亡信號通路

大黃素甲醚為半枝蓮化學(xué)成分之一，具有廣泛的藥理價(jià)值[27]，研究表明大黃素甲醚能延緩腫瘤發(fā)生的過程，主要與以下途徑相關(guān)：①下調(diào)Bcl-2蛋白的表達(dá)，抑制肝星狀細(xì)胞(HSC)的活化，延緩肝纖維化過程；②改變線粒體膜通透性，促進(jìn)線粒體損傷。

大黃素甲醚誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡途徑與Bcl-2蛋白家族相關(guān)[28-30]，這種相關(guān)性為直接降低Bcl-2表達(dá)，Bcl-2與Bax結(jié)合速率降低，caspase蛋白家族的表達(dá)顯現(xiàn)出優(yōu)勢，這與木犀草素導(dǎo)致的線粒體損傷部分相似；再者，線粒體損傷過程可致Bax增加，Bax可間接調(diào)控caspase蛋白家族，進(jìn)而誘導(dǎo)線粒體自噬，激活下游級聯(lián)caspase反應(yīng)，使腫瘤細(xì)胞發(fā)生凋亡，這一過程或與大黃素甲醚通過Bcl-2途徑改變線粒體外膜通透性導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞發(fā)生凋亡相關(guān)。

4 結(jié)語

綜上所述，半枝蓮化學(xué)成分抑制腫瘤發(fā)生發(fā)展的機(jī)制可能與以下途徑相關(guān)：①其化學(xué)成分芹菜素作為酪氨酸蛋白激酶CK2抑制劑，抑制底物磷酸化導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞攝取能量障礙，導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞增殖、轉(zhuǎn)移發(fā)生障礙；②芹菜素降低NF-κB、EMT上游基因，調(diào)控腫瘤細(xì)胞凋亡；③大黃素甲醚可下調(diào)Bcl-2蛋白表達(dá)，激活caspase蛋白家族；④木犀草素抑癌作用主要與ROS聚集、損害線粒體功能有關(guān)，表現(xiàn)為促進(jìn)凋亡因子的釋放，誘導(dǎo)線粒體自噬；⑤與Bak競爭線粒體膜Bax蛋白靶點(diǎn)，并且抑制Notch的表達(dá)、逆轉(zhuǎn)EMT，破壞腫瘤細(xì)胞骨架，降低腫瘤細(xì)胞侵襲力；⑥芹菜素可抑制促炎因子的釋放，減少信號通路MAPK的表達(dá)。總之，半枝蓮化學(xué)成分可影響NF-κB、EMT、 CK、MAPK、Bcl及Notch蛋白家族，進(jìn)而影響腫瘤的發(fā)展。由于腫瘤病因和發(fā)病機(jī)制的多樣性，半枝蓮治療腫瘤的具體靶點(diǎn)仍未確定，研究半枝蓮對腫瘤信號傳導(dǎo)通路的影響，有利于指導(dǎo)臨床使用半枝蓮進(jìn)行腫瘤的治療。